人体肠道微生物多样性和功能研究进展

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1、万方数据第29卷第5期2009年5月生态学报ACTAECOLOGlCASINICAV01．29，No．5May，2009人体肠道微生物多样性和功能研究进展刘开朗1，王加启1一，卜登攀1，赵圣国1’2(1．中国农业科学院北京畜牧兽医研究所动物营养学国家重点实验室，北京100193；2．甘肃农业大学，兰州730070)摘要：人体肠道中庞大而复杂的微生物群落对人体自身代谢表型有深远的影响。肠道微生物群落在亚种或菌株水平上表现出极大的多样性。利用微生物分子生态学、元基因组学和代谢组学研究方法，发现肠道微生物与宿主表现出共进化的特点，肠道微生物群落及其基因组为宿主提供了

2、互补的遗传和代谢功能，表现出互惠共生关系。但是，肠道微生物群落中影响宿主代谢表型的关键功能菌鉴定及其作用模式问题仍然悬而未决，综合运用多种高通量研究方法和多维数据分析方法可能成为解决这个问题的突破口。关键词：肠道微生物；多样性；16SrRNA；元基因组学；代谢组学文章编号：1000—0933(2009)05-2589—06中圈分类号：Q16，Q938，11339．5文献标识码：AAdvancesindiversityandfunctionalityofhumangutmicrofloraLIUKai—Lan91，WANGJia．Qil·+，BUDeng—Pan

3、l，ZHAOSheng．Gu01，21State研Laboratory矿AnimalNutrition，InstituteofAn／ma／Sdta∞，Ch／ntseAcademyof^矿蛔I跏棚zSdtnc目，蜥100193，Ch／na2CamHAgr／cu／tural￡槭咖，￡dn如‘730070，Ch／naActa层cologlcaSimca，2009。29(5)：篮舳一2594．Abstract：Thehumanintestineisinhabitedbynumerousmicrobes，whichformaeomplexmicrobialcommuni

4、tythatdeeplyaffectshumanphysiology．Thismicrobiotaisdominatedbyrelativelyfewdivisionsthata托highlydiverseatthestrain／subspecieslevel，whichtogetherwithitscollectivegenomes(microbiome)providetlSwithgenedcandmetabolicattributeswehavenotbeenrequiredtoevolveonourown．Newstudiestakingadvanta

5、geofmolecularmicroecological，metagenomicandmetabolomicmethodsarerevealinghowthegutmicrobiotahascoevolvedwithUSandhowitmanipulatesandcomplementsourbiologyinwaysthataremutuallybeneficial．However．howcertainkeystonemembersofthemicrobiotaoperatetomaintainthestabilityandfunctionaladaptabi

6、lityofthismicrobialorganstillneedtobeanswered，whichnecessitatethecombinationofhi【shthroughputmethodsandmultivariableanalysis．KeyWords：gutmicroflom；diversity；16SrRNA；metagenomics；metabolomics人体肠道为微生物提供了良好的栖息环境，成人肠道中的微生物达到了1012一10博个，不仅远远超过人体表皮微生物数量，而且10倍于人体自身细胞数目⋯。前人研究通常将肠道微生物群落与人体的关系

7、归纳为共栖(一个种类受益，而另一个种类不受影响)或互惠共生(两个种类都受益)。但是，“共栖”不能正确地描述肠道微生物群落个体对于其他个体或人体的有益作用。现在，许多研究者将人体肠道内微生物群落看作是人体的一个器官，这主要是因为：微生物群落由多种细胞系组成，细胞间或细胞与宿主之间具有信息交流能力；能够消耗、贮藏和重新分配能量；调控具有代谢重要性的化学转换过程；能够通过自复制来维持和修复自身；人体肠道微生物群落基因组(微生物组)中包含的基因数目大概是人体自身基因数目的100倍，具有人体自身不具备的代谢功能。因此，越来越多的研究者将人视为由人体和相关微生物共同组成的

8、“超生物”，从人基金项目：国家“十一五